医学遗传学治疗预防

遗传病的治疗TreatmentofHumanGeneticDisorders

第一节遗传病治疗的原则一、遗传病治疗的目的

二、遗传病治疗的基本策略第二节基因治疗一、基因治疗的定义二、基因治疗的技术原理三、基因治疗的应用

第15章

遗传病的治疗一、遗传病治疗的目的

遗传病治疗的基本方法

遗传病治疗的目的二、遗传病治疗的基本策略

基因产物的替代治疗

基于基因转移的体细胞基因治疗第一节遗传病治疗的原则一、遗传病治疗的目的

遗传病治疗的基本方法

遗传病治疗的目的二、遗传病治疗的基本策略

基因产物的替代治疗

基于基因转移的体细胞基因治疗第一节遗传病治疗的原则遗传病治疗的基本方法

手术治疗

内科治疗

药物治疗

饮食疗法

基因治疗遗传病治疗的目的

外科治疗:

手术矫正畸形或组织器官移植

内科治疗:"补其所缺、去其所余、禁其所忌”

基因治疗:

修复缺陷基因或补充功能一、遗传病治疗的目的

遗传病治疗的基本方法

遗传病治疗的目的二、遗传病治疗的基本策略

基因产物的替代治疗

基于基因转移的体细胞基因治疗第一节遗传病治疗的原则一、遗传病治疗的目的

遗传病治疗的基本方法

遗传病治疗的目的二、遗传病治疗的基本策略

基因产物的替代治疗

基于基因转移的体细胞基因治疗第一节遗传病治疗的原则遗传病治疗的基本策略

针对体细胞突变基因的修复与替代

针对突变基因转录的基因表达调控

针对基因表达的蛋白质功能的改善

在代谢水平上对代谢底物或产物的控制

在临床水平的内、外科治疗以及心理治疗等

酶替代治疗(enzyme-replacementtherapy,ERT)

减少底物治疗(Substrate-reductiontherapy,SRT)

其他治疗：校正剂（Corrector)

增强剂（Potentiator)

稳定剂（Stabilizer)遗传代谢病:基因产物的替代治疗药物治疗的补偿和拯救机制正常代谢补偿机制拯救机制遗传病的药物治疗举例

疾病替代酶或靶点药物作用戈谢病Gaucher’sdiseasetypeI葡萄糖脑苷脂酶

Glucocerebrosidase降解葡糖苷酰鞘氨醇

戈谢病Gaucher’sdiseasetypeI葡萄糖脑苷脂酶

Glucocerebrosidase降解底物

法布雷病Fabry’sdisease半乳糖苷酶A

-galactosidaseA降解酰基鞘鞍醇三己糖

粘多糖累积症Hunter’ssyndrome艾杜糖醛酸硫酸酯酶Iduronate-2-sulfatase去除硫酸化底物末端的硫酸尼曼-匹克病Niemann-Pickdisease酸性鞘磷脂酶Sphingomyelinase降解底物

庞贝病Pompe’sdisease酸性葡萄糖苷酶

-glucosidase降解糖原克拉伯病Krabbe’sdisease半乳糖(基)神经酰胺酶Galactosylceramidase水解半乳糖神经酰胺糖苷键

目前对大多数遗传病尚缺乏根治手段,主要采取对症或替代治疗。产前诊断和选择性流产,或植入前遗传诊断/辅助生育技术是预防严重遗传病患儿出生的重要措施,故疾病的预防应放在首位!遗传病预防的重要性第一节遗传病治疗的原则一、遗传病治疗的目的

二、遗传病治疗的基本策略第二节基因治疗一、基因治疗的定义二、基因治疗的技术原理三、基因治疗的应用

第14章

遗传病的治疗一、基因治疗的定义

体细胞基因治疗的概念

基因治疗的给药途径二、基因治疗的技术原理

基因治疗的适应症

基因治疗的靶细胞和治疗基因

基因治疗的技术策略

三、基因治疗的应用

第二节基因治疗(GeneTherapy)一、基因治疗的定义

体细胞基因治疗的概念

基因治疗的给药途径二、基因治疗的技术原理

基因治疗的适应症

基因治疗的靶细胞和治疗基因

基因治疗的技术策略

三、基因治疗的应用

第二节基因治疗(GeneTherapy)基因治疗的定义基因治疗是一种通过将治疗基因转移到病人的体细胞内,以期纠正先天性缺陷基因或为细胞提供新功能而达到治疗目的治疗技术。基因治疗中引入遗传物质的要求

治疗基因持续稳定的表达

避免不利的免疫或组织反应

不能产生其他继发性疾病

选择其发病机理及相应基因的结构

功能了解清楚的疾病

纠正该病的基因已被克隆，且其表

达调控机制已清楚

该基因具有适宜的受体细胞并能在

体外（离体细胞)有效表达

具有安全有效的转移载体和方法，

以及可供利用的动物模型。

进行基因治疗须具备的条件EXVIVO和INVIVO二种不同的基因治疗途径一、基因治疗的定义

体细胞基因治疗的概念

基因治疗的给药途径二、基因治疗的技术原理

基因治疗的适应症

基因治疗的靶细胞和治疗基因

基因治疗的技术策略

三、基因治疗的应用

第二节基因治疗(GeneTherapy)一、基因治疗的定义

体细胞基因治疗的概念

基因治疗的给药途径二、基因治疗的技术原理

基因治疗的适应症

基因治疗的靶细胞和治疗基因

基因治疗的技术策略

三、基因治疗的应用

第二节基因治疗(GeneTherapy)

疾病发病率适应症血红蛋白病>1/600

Leber’s先天性黑蒙病2-3/105

苯丙酮尿症1/12,000？尿素循环障碍1/30,000？糖原贮积病IA型1/100,000？

1-抗胰蛋白酶缺乏症1/3,500？血友病A+B1/10,000（男性）

溶酶体病1/1,500

家族性高胆固醇血症1/500

囊性纤维化1/2,500

假肥大型肌营养不良症1/3,000（男性）

Huntington’s舞蹈症1/20,000

基因治疗候选遗传性疾病

疾病靶细胞治疗基因ADA缺乏症循环淋巴细胞，骨髓干细胞腺苷脱氨酶B型血友病肝细胞，皮肤纤维母细胞IX因子家族性高胆固醇血症肝细胞LDL受体囊性纤维化气管上皮细胞囊性纤维化跨膜转导调节因子恶性黑素瘤黑素瘤细胞HLA-B7基因假肥大型肌营养不良肌细胞营养障碍基因戈谢病巨噬细胞葡糖脑苷脂酶基因肺癌肺癌细胞正常p53基因脑瘤脑细胞疱疹胸苷激酶基因卵巢癌卵巢癌细胞疱疹胸苷激酶基因AIDS辅助T淋巴细胞显性负性突变体？基因治疗的靶细胞和治疗基因靶细胞的选择原则

位于发病器官部位

易从体内取出

受体细胞易在体外培养

受体细胞易接受转染基因治疗的技术策略

替代性基因治疗

病毒载体介导的基因转移

非病毒基因转移试剂

基因封闭治疗

反义治疗

核酶治疗核酸整合到染色体载入基因大小(Kb)载体致病变性腺病毒DNANo4-8低疱疹病毒DNANo20高腺相关病毒DNAYes<4低逆转录病毒RNAYes4-8低慢病毒RNAYes4-6低牛痘病毒DNANo25-75高用于基因治疗的病毒载体逆转录病毒载体治疗基因载体基因重组体包装细胞病毒复制基因转移整合表达治疗基因产物用逆转录转移治疗基因包装信号缺失病毒颗粒不含RNA含包装信号的载体与包装细胞互补病毒颗粒含RNA反义寡核苷酸与mRNA分子结合封闭其翻译蛋白的活性基因转录产生mRNA分子反义寡核苷酸mRNAdsRNAFigure7:AnoutlineoftheproposeduseofiPScellsfortherapyinpatientswithβthalassaemiaSomaticcellsfromthepatient(A)arereprogrammedbyexpressionofkeytranscriptionfactorsthatareassociatedwithpluripotency(B)tomakepatient-specificiPScells(C).Inthalassaemia,thedefectintheβ-globingeneisthencorrected(D).ThesecorrectediPScellsarethendifferentiatedintohaemopoieticstemcells(E)andtransplanted(F)backintothepatientaftermyelosuppression.iPScell=inducedpluripiotentstemcell.Figure6:Anoutlineoftheprotocolusedforgenetherapyinpatientswithβthalassaemia(A)ThepatientisfirsttreatedwithG-CSFtomobiliseHSCsintotheperipheralblood.(B)PeripheralbloodmononuclearcellsarethencollectedandCD34+cells(enrichedforHSCs)areharvested.(C)Thesecellsareculturedwithaviralvectorthatisdesignedtoexpresshighlevelsofnormalhumanβglobin.(D)Thepatientthenundergoesnon-ablativemyelosuppressionandisengraftedwiththevirally-modifiedHSCs(filledcircles).PBMC=peripheralbloodmononuclearcell.G-CSF=granulocytecolony-stimulatingfactor.HSC=haemopoieticstemcell.目前基因治疗仍处于临床实验阶段，主要应用于对人类健康威胁严重的疾病，如：

恶性肿瘤：

肺癌、乳腺癌、脑胶质瘤等

单基因病：ADA、血友病B.Leber’s先天性黑蒙病等

感染性疾病：艾滋病等

心血管疾病：冠状动脉狭窄、肥厚性心肌病、高脂血症等基因治疗的应用第16章遗传病的预防PreventionofGeneticDisordersJan02,2014徐湘民南方医科大学医学遗传学教研室SouthernMedicalUniversity第一节

遗传筛查

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略第二节

遗传咨询

（自学)

一、遗传咨询的定义和指征

二、遗传咨询的过程

三、遗传咨询者的组成

四、遗传咨询举例第15章

遗传病的预防

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略

新生儿筛查:苯丙酮尿症(PKU)

(newbornscreening)

杂合子筛查:

/

地中海贫血

(heterozygotescreening)第一节遗传筛查

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略

新生儿筛查:苯丙酮尿症(PKU)

(newbornscreening)

杂合子筛查:

/

地中海贫血

(heterozygotescreening)第一节遗传筛查遗传筛查遗传筛查是指针对特定人群的系统检查,以期获得被监测群体中的个体是否拥有某一特定疾病的基因型,从而为被检对象或其子女提供疾病易感性、患病风险的相关性信息。

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略

新生儿筛查:苯丙酮尿症(PKU)

(newbornscreening)

杂合子筛查:

/

地中海贫血

(heterozygotescreening)第一节遗传筛查遗传筛查的目的早期发现疾病或异常,从而:

预防疾病和通过干预逆转疾病进程

为决定孕期胎儿的知情选择提供信息遗传筛查的原则

选择适宜的常见及遗传性疾病,为可有效

治疗或提供产前诊断服务的疾病对象

有可选择的用于人群水平筛查的廉价、可

靠的测试方法

筛查系统可以有效共享和交流资源,及时

反馈和跟踪诊断和治疗结果疾病遗传流行病学筛查方法费用治疗苯丙酮尿症AR1/10,000-1/15,000格斯里法$1.25控制苯丙氨酸类饮食半乳糖血症AR1/50,000-1/100,000转移酶分析$1.00控制半乳糖类饮食先天性甲状腺功能减退症散发1/5,000T4或TSH定量分析$1.50激素替代治疗镰状细胞病AR1/400-1/600(非裔美国人)等电聚焦或分子诊断$1.50青霉素预防代表性新生儿筛查疾病

疾病种族携带者频率风险夫妇频率新生儿发病率镰状细胞病非洲裔美国人1/121/1501/600家族性黑蒙性痴呆北欧犹太人1/301/9001/3,600-地中海贫血希腊，意大利1/301/9001/3,600-地中海贫血东南亚，中国1/251/6251/2,500囊性纤维化北欧1/251/6251/2,500代表性杂合子筛查疾病

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略

新生儿筛查:苯丙酮尿症(PKU)

(newbornscreening)

杂合子筛查:

/

地中海贫血

(heterozygotescreening)第一节遗传筛查

PKU的分子病理学

PKU的遗传筛查

PKU的治疗

长期低苯丙氨酸饮食

女性患者妊娠期监护新生儿筛查:苯丙酮尿症(PKU)苯丙氨酸

酪氨酸多巴胺黑色素苯丙氨酸羟化酶酪氨酸酶苯丙酮酸延胡羧酸乙酰乙酸苯丙酮尿症(Phenylketouria,PKU)

中国的人群发病率1/13,500

由位于12q22-q24的PAH基因点突变所致

氨基酸代谢异常:高苯丙氨酸血症苯丙酮尿症

酪氨酸羧化酶受抑:黑色素形成障碍

5-羟色氨脱羧酶受抑:5-羟色氨

,大脑发育障碍

PAH:phenylalaninehydroxylase,苯丙氨酸羟化酶苯丙酮尿症遗传筛查流程血样

琼脂板细菌培养检测细菌生长状况阳性(生长不良)血浆苯丙氨酸定量分析(确诊指标:Pheconc.

20mg/dL)Guthrietest

/

地中海贫血的杂合子筛查

/

地中海贫血的分子病理学

/

地中海贫血的遗传筛查Thalassemia地中海贫血是全球最大的单基因遗传病之一中国南方不同高发地区人群携带率1~23%研究背景世界上不同种族的常见β地贫突变类型

种族突变类型

地中海人

IVS-1,position110(G

A)CD39,nonsense(CAG

TAG)IVS-1,position1(G

A)IVS-2,position745(C

G)IVS-1,position6(T

C)IVS-2,position1(G

A)黑人

29,(A

G);88,(C

T)Poly(A),(AATAAA

AACAAA)东南亚人,中国人

CD41-42,Frameshift(

CTTT)IVS-2,position654(C

T)

28,(A

G);HbE(G

A)CD17,nonsense(AAG

TAG)IVS-1,position5(G

C)亚洲印地安人

IVS-1,position5(G

C)619-bpdeletionCD8-9,Frameshift(+G)IVS-1,position1(G

T)CD41-42,Frameshift(

CTTT)珠海韶关广州汕头湛江广东省五个地区地中海贫血遗传流行病学调查西南东北中JClinPathol,2004;57:517-22.遗传变异Allele数%

地贫染色体4788.53(--SEA)Deletion2324.14(-α3.7)Deletion1743.10(-α4.2)Deletion530.95(-αCS)Mutation100.18(--THAI)Deletion20.04(-αQS)Mutation20.04(--11.1)Deletion10.02

2CD118(+TCA)10.02

-

-genedeletion10.02Undetermined20.04广东地区地中海贫血突变和构成比遗传变异Allele数%β地贫染色体1982.54DeletionofCTTTatcodons41-42720.92C→Tatposition654inIVS2480.62A→Gatnucleotide-28330.42G→Aatcodon26100.13A→Tatcodon1780.09InsertionofAatcodons71-7270.09G→Tatcodon4370.09A→Gatnucleotide-2940.05InsertionofAatcodons27-2840.05

-genedeletion10.01Undetermined30.06广东地区β地中海贫血突变和构成比人群干预可以降低出生缺陷发生率

世界卫生组织的出生缺陷"三级预防”策略

一级：婚前检查

二级：产前筛查和产前诊断

三级：患儿治疗

孕前和孕期干预是我国出生缺陷预防的重点

探索基于社区的出生缺陷预防模式

和β地中海贫血的预防计划目前基于人群筛查的预防模式

扩展家系筛查计划

基于医院水平的预防计划

基于社区或行政区的预防计划地贫携带者筛查及产前诊断流程被检对象（婚前或孕早、中期）血液学分析（MCV

，HbA2变化）排除地贫地贫携带者遗传咨询，配偶检查血液学分析（MCV

HbA2变化）地贫携带者排除地贫遗传咨询双亲基因分析胎儿产前诊断

斗门区

金湾区

香洲区

金湾区妇幼保健院

红旗医院

斗门市妇幼保健院唐家镇医院珠海市妇幼保健院

统一调度

质量控制

转诊病例确诊

高风险对象建档

产前诊断技术指导中心

宣教

携带者筛查

病例转诊

遗传咨询

随访二级检测站

香州区妇幼保健院共筛查6.84万5个城区珠海市地贫预防现场:二级网络产前基因诊断:地贫预防的技术基础

人群携带者筛查发现高风险家庭

基于DNA分析的胎儿基因型诊断

胎儿取样家系分析羊膜穿刺(amniocentesis)抽取胎儿样品示意图MNPBFaMoFeFaMoFe

FaMoFe

正常杂合子纯合子

家庭1家庭2家庭3正常突变

Gap-PCR用于α-地中海贫血的产前诊断-29-28cd17cd261-11-5cd27/28cd41/42正常突变

NMNMNMcd43cd71/72654基因型父亲CDs41-42(

CTTT)/N

母亲CDs17(A

T)/N胎儿CDs41-42/CDs17(A

T)正常对照

N/N

RDB用于β-地中海贫血的产前诊断年度

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检测数珠海市1998-2005人群筛查及产前诊断结果

胎儿诊断

产前诊断例数

α地贫β地贫

总数

(%)

正常24

933(23.2)地贫特征/静止型472168(47.9)重型或HbH病271441(28.9)误诊000总数(%)

98(69.0)44(31.0)142(100)142

例高风险中间型和重型地贫胎儿产前诊断结果诊断结果

基因型

例数正常βA/βA9杂合子(总数)21CDs41-42(

TCTT)/N7TATAbox-28(A>G)/N6IVS-2-654(C>T)/N5CD17(A>T)/N1CDs71-72(+A)/N1InitiationCD(ATG>AGG)/N144例重型地贫高风险胎儿的基因型诊断结果基因型例数纯合子或双重杂合子(总数)

14CDs41-42(

TCTT)/IVS-2-654(C>T)3CDs41-42(

TCTT)/-28(A>G)3CDs41-42(

TCTT)/CDs41-42(

TCTT)2CDs41-42(

TCTT)/CD17(A>T)2CDs41-42(

TCTT)/CD26(G>A)1CDs41-42(

TCTT)/CD31(-C)1IVS-2-654(C>T)/-28(A>G)1-28(A>G)/IVS-1-1(G>T)1(cont’d)98例中间型和重型α-地贫高风险胎儿的基因型

诊断基因型例数

正常αα/αα24

静止型9-α3.7/αα7-α4.2/αα2

标准型--SEA/αα5HbH病4-α3.7/--SEA3-α4.2/--SEA1Bart’s水肿胎--SEA/--SEA23

合计9814例重型β地贫

43122251103对45对产前诊断:98例

地贫44例β地贫

27例Bart’s水肿儿和HbH病

筛查发现的阳性孕妇或阳性夫妇

地贫2β地贫

地贫β地贫

4.5%2.3%1.6%0.7%1998-2005珠海市地贫婚前/产前筛查及产前诊断结果筛查阳性对象数:6563对产前遗传学的临床和公共卫生问题1.我国现行的妇幼保健和计划生育服务网络是可

利用的开展遗传病预防的重要公共卫生资源;2.将遗传病筛查和产前诊断纳入婚前健康检查的

范围可有效地推动婚前保健工作的开展;3.重视公共卫生教育，使医生和公众了解地贫知

识,从而选择遗传检测服务是当前的重要课题;4.我国亟需解决医学遗传专科医生、遗传咨询师、

及其他相关专业人员的人力资源缺口问题;5.预防监测系统建立过程中,要特别注重转诊、

病例登记、实验室质量控制的把关;6.政府在组织、基础建设、制定政策和资金投入

上的主导作用是推动预防计划的关键因素。

(cont’d)第一节

遗传筛查

一、遗传性疾病的人群筛查

二、遗传筛查的目的和原则

三、遗传筛查的策略第二节

遗传咨询（自学)

一、遗传咨询的定义和指征

二、遗传咨询的过程

三、遗传咨询者的组成

四、遗传咨询举例第16章

遗传病的预防第二节遗传咨询一、遗传咨询的定义和指征二、遗传咨询的过程三、遗传咨询者的组成四、遗传咨询举例:

地中海贫血及其产前诊断

第二节遗传咨询一、遗传咨询的定义和指征

二、遗传咨询的过程三、遗传咨询者的组成四、遗传咨询举例:

地中海贫血及其产前诊断

MedicalCounselingisacommunicationprocesswhichdealwiththehumanproblemsassociatedwiththeoccurrenceorriskoccurrenceofageneticdisorderinafamily.遗传咨询是就一个家庭中遗传病的发生或再发风险进行交流的过程。遗传咨询门诊部遗传检测实验室分子遗传诊断室细胞遗传诊断室生化遗传诊断室产前诊断实验室超声诊断室胎儿取样室临床遗传学部遗传咨询是临床遗传学的重要组成部分遗传咨询是一种专业性医疗服务咨询精神健康社会工作心理治疗

了解疾病的情况,包括疾病诊断、疾病的过程和

可能的处理方法

了解疾病的遗传方式和亲属中的再发风险

理解改变再发风险的可行措施

选择适当的方式进行沟通,包括他们的风险、家

庭目标、伦理和宗教标准,并且根据他们的所

做出的决定采取行动

帮助对患病成员或再发风险采取最适合的对应方法

遗传咨询给就诊个体或家庭提供的信息遗传咨询的指征通常包括

遗传筛查阳性者

高龄孕妇,即当孕妇年龄达到或者超过35周岁时

曾怀过有遗传病的胎儿或生育过有遗传病的孩子

父母之一是遗传病患者

有反复发生的自发性流产或不孕不育病史的夫妇

父母是遗传病携带者

夫妇之一有遗传病家族史

近亲婚配

外环境致畸物接触史第二节遗传咨询一、遗传咨询的定义和指征二、遗传咨询的过程三、遗传咨询者的组成四、遗传咨询举例:

地中海贫血及其产前诊断

心理咨询获取信息建立和证实诊断风险评估给出信息遗传咨询的过程

遗传咨询应获取的主要信息

绘制系谱

表型特征

家族史:种族、不育、出生缺

陷、迟发疾病、智力障碍等

基因型(如果已知的话)

遗传咨询应提供的主要信息

疾病诊断结果

疾病现状和发展趋势

遗传方式

发病风险及再发风险

可以采取的对策及其评价

遗传病治疗方法

人群发生风险:

疾病的流行病学知识

Hardy-Weinberg公式

个体发生风险:

染色体病、复杂性状疾病

经验风险评估

人类遗传病发生风险的评估染色体病受累基因发病率21三体综合征21号染色体1/600～1/80018三体综合征18号染色体1/4000～1/500013三体综合征13号染色体1/5000～1/7600Klinefelter综合征性染色体1.3/1000男婴Turner综合征性染色体1/2500女婴人类常见遗传病的发病率高龄孕妇与21三体风险孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)孕妇年龄（岁)